基于相关技术的水声通信微弱信号检测
时间:2011-02-14 浏览次数:168次 无忧论文网
水声遥测遥控水声遥测遥控
水声通信涉及国防水声学和民用海洋开发、利用诸多方面,受到各有关海洋国家的高度重视。我国是一个海洋大国,拥有丰富的海洋资源,随着人类开发和利用海洋的步伐加快,对水声通信的研究将成为必然。
在水中,无线电波和光波都衰减得非常快,因此使用声波通信几乎成了水下通信唯一的选择。但是水声信道是一个十分复杂的时-空-频变随机多径信道,再加上高噪声、窄带宽、载波频率低、大起伏、传输时延大等特点,给水声通信带来极大的困难,其中强多途效应和大幅度起伏是造成水声通信性能较差的主要因素,它会导致信号幅度衰落和严重的码间干扰。本论文以DSP为平台,利用相关技术对水声微弱信号的检测进行初步的探索。
本论文共分为七个部分,第一部分简要地介绍了本论文的研究意义和目前国内外水声通信发展现状;第二部分阐述了与水声通信有关的浅海水声信道的物理特性;第三部分介绍了国内外微弱信号检测技术的研究现状并对当前一些常用的微弱信号检测算法进行了探讨和总结;第四部分则着重介绍了相关技术在微弱信号检测中的应用;第五部分利用LabVIEW软件进行多重自相关仿真实验;第六部分简要介绍DSP系统;最后一部分为本系统各主要部件的技术参数和实现方法,并给出了厦门港海上实验结果。
[英文摘要]: Underwater sound communication has attracted much attention of maritime countries, because it concerns various important aspects, such as national defense hydroacoustics, the development and civilian use of oceans. China is a maritime power with abundant ocean resources. As the exploitation and utilization of oceans develop, there will be more researches on underwater sound communication.
Both radio wave and light wave weaken quickly underwater, so underwater communication can only be possible by using sound waves. However, underwater acoustic channel is a complicated time-, space- and frequency-varying multipath. In addition, its features, such as strong noise, narrow bandwidth, low carrier frequency, great fluctuation and long transmission delay, pose great difficulties for underwater acoustic communication. Strong multipath effect and drastic fluctuations are the main reasons for the poor conditions of the underwater acoustic communication, because they can weaken the signal amplitude and cause strong inter-symbol interference. The thesis is based on DSP and makes tentative exploration on the detection of weak underwater acoustic signals with the help of correlation technique.
The thesis contains seven parts. The first part briefly introduces the importance of the present study and the current situation of underwater acoustic communication both at home and abroad. The second part discusses the physical features of the shallow water acoustic channels which is relevant to underwater acoustic communication. The third part introduces the research on the detection technology of weak signals both at home and abroad, and also investigates and summarizes some frequently used arithmetic of weak signal detection. The fourth part focuses on the application of correlation technique to weak signal detection. The fifth part uses LabVIEW software to do multi-layer autocorrelation simulation experiment. The sixth part introduces DSP system. The last part introduces the technical parameters and implementation methods of main component of the system and gives the maritime experiment results of Xiamen port.
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